JPH0384245A - バランサ装置付きエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、直列奇数気筒エンジンにおける一次慣性偶力
を相殺すべく、バランサ装置を備えるエンジンに関する
。

〈従来の技術〉 直列奇数気筒エンジンにおいては、クランク軸の各端に
位置するピストンが互いに異なる位相関係をもって往復
運動を行なうことから、シリンダ列方向にういての一次
慣性偶力によるピッチング振動を発生する。この振動を
除去するための手段として、ピストンの運動による慣性
偶力を相殺し得る慣性質量を有するバランサ軸を、クラ
ンク軸と逆方向かつ同一回転速度にて回転させることが
周知となっている（特開昭６１−８４４３４号公報参照
）。

〈発明が解決しようとする課題〉 さて、上記慣性質量をもたせるためのバランスウェート
部は、バランサ軸の軸心に対して対称に偏心して形成さ
れる。そのため、上記公報にも説明されているように、
遠心力の作用による撓みをバランサ軸が生ずることにな
り、バランサ軸の両端を支持する軸受に偏荷重が作用し
、軸受部に偏磨耗が生じ易くなる。このことは、エンジ
ンのクランク軸方向寸法が大きくなるに連れてバランサ
軸の軸長が増大するため、気筒数が多いほど顕著な影響
が現われる。

本発明は、このような不都合を解消すべく案出されたも
のであり、その主な目的は、バランサ軸の軸受の負担を
軽減し得るように改良されたバランサ装置付きエンジン
を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、直列奇数気筒エン
ジンにおける一次慣性偶力を相殺すべく、シリンダ列方
向に延在しかつクランク軸と同期回転するバランサ軸か
らなるバランサ装置を備えるエンジンであって、前記バ
ランサ軸が、当該エンジンの両端に位置するシリンダの
側方にそれぞれ配設された一対のバランスウェート部と
、該一対のバランスウェート部同土間を連結する連結軸
部とからなり、前記各バランスウェート部の軸線方向両
端が、各々に隣接するジャーナル壁に形成された軸受孔
にて支持されることを特徴とするバランサ装置付きエン
ジンを提供することにより達成される。

〈作用〉 このような構成によれば、エンジン自体の偶力中心から
遠い位置にバランスウェート部の重心位置が設けられる
ので、エンジン自体の発生する慣性偶力と釣合わせるべ
き慣性質量体の重量を実質的に軽減し得る。また、各バ
ランスウェート部の軸線方向両端が剛性の高いジャーナ
ル壁にて支持されるので、バランサ軸に撓みを生ずるこ
とがない。従って、軸受の負担が軽減される。

〈実施例〉 以下、添附の図面を参照して本発明の好適実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は、本発明に基づき構成されたエンジンを示して
いる。このエンジン１は、シリンダブロック２のシリン
ダ列方向一端面からクランク軸３の軸端を突出させてお
り、その軸端には、クランクプーリ４が固着されている
。このクランクプーリ４は、２本のタイミングベルトを
軸線方向に並べて巻回し得るようになっている。

一方のタイミングプーリ溝と、シリンダヘッド５上に設
けられたカム軸６の軸端に固着されたカムプーリ７との
間には、クランク軸３とカム軸６とを互いに同期回転す
るためのタイミングベルト８が巻回されている。また他
方のタイミングプーリ溝には、シリンダブロック２の一
方の側部（第１図における左側）に延設されたバランサ
軸９を駆動すべく、該バランサ軸９に設けられたバラン
サプーリ１０に巻掛けられたタイミングベルト１１が巻
回されている。

カム軸６を駆動するためのタイミングベルト８は、シリ
ンダブロック２の右側部に設けられた冷却水循環ポンプ
のポンププーリ１２にも掛は渡されている。そしてこの
ポンププーリ１２に対する巻掛は角度を所定値とし、か
つ所定のベルト張力を付与するために、タイミングベル
ト８の背面に圧接力を作用させるテンションプーリ１３
がシリンダブロック２の中央部に設けられている。

クランク軸３とバランサ軸９との間を連動連結するため
のタイミングベルト１１は、その両面に歯が設けられて
おり、クランク軸３から遠ざかる方向に設けられたテン
ションプーリ１４にて所定の張力が付与されると共に、
その背面側の歯にてバランサプーリ１０に噛合している
。そしてバランサプーリ１０に対するタイミングベルト
１１の巻掛は角度を所定値に設定するために、クランク
プーリ４とバランサプーリ１０との中間部にアイドラプ
ーリ１５が設けられている。

このようにして、クランク軸３がクランクプーリ４側か
ら見て反時計回り方向に回転するに連れて、バランサ軸
９が時計回り方向に回転するようになっている。また、
これらバランサプーリ１０、テンションプーリ１４、ア
イドラプーリ１５は、タイミングベルト８に近接した位
置にて、その延在方向に沿ってシリンダブロック２の端
面にそれぞれ軸支されており、これによってシリンダブ
ロック２の幅寸法のコンパクト化が図られている。

なお、シリンダブロック２の側面には、オルタネータ１
６を始めとして、図示されていない補機類が配設される
が、これらは、クランク軸３の軸端に固定された別のＶ
プーリ１８（第２図）及びこれに巻回されるＶベルト（
図示せず）にて駆動される。ここでＶプーリ１８は、第
２図に示すように、上記したカム軸６及びバランサ軸９
を駆動するための伝動機構を覆うべく設けられたベルト
カバー１７から突出したクランク軸３の軸端に固定され
ており、ベルトカバー１７とＶプーリ１８との対向面同
士には、互いに非接触に組み合う環状溝と環状突条とか
らなるラビリンス式シール構造１９が施されている。こ
れにより、ベルトカバー１７に開設されたクランク軸軸
端のＶブーり取付部の挿通孔からベルトカバー１７内へ
塵埃が侵入することを防止するようにしている。

第２図に良く示すように、上記エンジンのシリンダブロ
ック２は、例えばアルミニウム合金を鋳造してなり、直
列に列設された５つのシリンダボア２０ａ〜２０ｅを有
している。

シリンダブロック２のシリンダ列方向両端及び互いに隣
接する各シリンダボア２０ａ〜２０ｅの中間位置には、
クランク軸３の各ジャーナル部３ａを支持するためのク
ランク軸受２１を有するジャーナル壁２２ａ〜２２ｆが
形成されている。これらジャーナル壁２２ａ〜２２ｆは
、シリンダ軸線に平行に、かつシリンダ列方向に直交す
る面に沿って形成されており、図示されないベアリング
キャップを締結すべく各一対、計１２本のボルト孔２３
がその下面に穿設されている。そしてシリンダブロック
２の下部開放端には、図示されないオイルパンを接合す
べく平面に研削されたオイルパンフランジ２４が外向き
に形成されると共に、その端面に複数のボルト孔２５が
穿設されてい、る。

シリンダブロック２の側部には、前記したように１本の
バランサ軸９が、シリンダ列方向に延設されている。こ
のバランサ軸９は、軸心に対する偏心位置に重心が設け
られた２つのバランスウェート部２６ａ・２６ｂと、こ
れらバランスウェート部２６ａ・２６ｂ同士を連結する
連結軸部２７とからなっており、各バランスウェート部
２６ａ・２６ｂは、シリンダ列方向各端に位置する第１
シリンダボア２０ａと第５シリンダボア２０ｅとの側方
にそれぞれ位置している。そして、各バランスウェート
部２６ａ・２６ｂの各端部には、ジャーナル部２８ａ〜
２８ｄがそれぞれ形成されている。

バランサ軸９の各ジャーナル部２８ａ〜２８ｄは、それ
ぞれに対応するジャーナル壁に形成された軸受孔にて支
持されている。すなわち、第１シリンダボア２Ｏａ側の
第１及び第２ジヤーナル壁２２ａ・２２ｂに第１バラン
スウェート部２６ａのジャーナル部２８ａ・２８ｂを支
持するための軸受孔２９ａ・２９ｂが設けられ、第５シ
リンダボア２Ｏｅ側の第５・第６ジヤーナル壁２２ｅ・
２２ｆに第２バランスウェート部２６ｂのジャーナル部
２８ｃ・２８ｄを支持するための軸受孔２９Ｃ・２９ｄ
が設けられている。また、第３・第４ジヤーナル壁２２
ｃ・２２ｄには、第２バランスウェート部２６ｂのジャ
ーナル部２８ｃ◆２８ｄが共に通過し得る口径の挿通孔
３０が開設されている。

上記各軸受孔２９ａ〜２９ｄの内径寸法は、第１ジヤー
ナル壁２２ａのそれ２９ａが最も大きくされ、第５ジヤ
ーナル壁２２ｆ側へ行くに従って順次小さくされている
。そしてこれに対応してバランサ軸９の各ジャーナル部
２８ａ〜２８ｄは、バランサプーリ１０の取付端側から
その径を順次小さくされている。これにより、バランサ
軸９をシリンダブロック２内に挿入する際に、手前に位
置する軸受孔と奥に位置するべきジャーナル部とが、互
いに干渉しないようになっている。

各軸受孔２８ａ〜２８ｄは、第３図に併せて示すように
、それぞれ対応する各ジャーナル壁２２ａ・２２ｂ・２
２ｅ・２２ｆの一方の側（反プーリ側）へオフセットし
て形成されている。

本実施例に示すような滑り軸受にあっては、フリクショ
ンロス低減の見地から、面圧が許す限り軸受面積を小さ
くすることが望ましい。また、機械加工工程を簡略化す
るうえにも、高い嵌合精度にて仕上げるべき部分はでき
る限り少なくした方が有利である。そこで上記のように
、全ての軸受孔をそれぞれが対応するジャーナル壁の一
方の側へ偏らせることにより、軸受の有効幅部分（第３
図に符号りで示す範囲）を残すための粗切削加工を、プ
ーリ側から工具を挿入して行なうものとすることができ
る。従って、上記加工工程における段取り換えが削減さ
れ、ロスタイム要因を排除することができる。

一方、各ジャーナル部２８ａ〜２８ｄの軸線方向寸法は
、軸受負荷に対応して設定されるが、本実施例において
はそればかりでなく、特に第５ジヤーナル壁２２ｅの軸
受孔２９ｃに対応するジャーナル部２８ｃが、シリンダ
ブロック２に対するバランサ軸９の挿入方向へ向けて、
他より余計に延ばされている（第３図の５寸法＞ａｌ及
び８２寸法）。そして同ジャーナル部２８ｃにおける第
２バランスウェート部２６ｂとの接続部は、テーパＴを
もって縮径されている。これにより、シリンダブロック
２内にバランサ軸９を挿入すると、第５ジヤーナル壁２
２ｅの軸受孔２９ｃとこれに対するバランサ軸９のジャ
ーナル部２８ｃとが、他の全てのジャーナル部に先立っ
て嵌合する。そしてこれが基準となって他の部分の軸受
孔とジャーナル部とのセンタリングが行なわれる。

つまり、軸受孔とジャーナル部とが互いに同一のピッチ
で形成されていると、全ての軸受孔とジャーナル部との
嵌合を同時に達成せねばならない。

ところが、本実施例のように４箇所もの軸受部を同時に
嵌合しようとすると、これには極めて大きな困難を伴う
。そこで上記のようにして、いずれか１箇所が先に嵌合
するようにすれば、これをもってセンタリングの基準を
作り出すことができるので、組付は作業の容易化が可能
になる。

なお、両バランスウェート部２６ａ・２６ｂと連結軸部
２７との接続部には、それぞれボス状の拡径部４０が設
けられており、これの外周部を必要に応じて除去するこ
とにより、バランサ軸全体としてのバランスの調整がな
される。

バランサ軸９の各ジャーナル部２８ａ〜２８ｄには、そ
れぞれ対応するジャーナル壁２２ａ・２２ｂ・２２ｅ・
２２ｆに内設された潤滑油供給路４１を介して供給され
る潤滑油をジャーナル部の周囲に満遍なく行渡らせるた
めに、油溝３１がそれぞれ凹設されている。この油溝３
１への潤滑油の供給は、クランク軸受２１を経内して行
われるが、潤滑油供給路４１は、クランク軸受２１の内
面から穿設された第１の部分４１ａと、これに連通ずる
ように、シリンダブロック２の外壁から各軸受孔２８ａ
〜２８ｄを貫通して穿設された第２の部分４１ｂとから
なっている。これら第１及び第２の部分４１ａ・４１ｂ
は、各軸受孔２８ａ〜２８ｄがオフセットしていること
に対応して、互いにオーバーラツプするように偏心して
ジャーナル壁の内部に穿設されている。

第２・第３・第４シリンダボア２０ｂ・２０ｃ・２０ｄ
の側方には、動弁機構回りを潤滑した潤滑油をオイルパ
ンへ戻すための油戻し通路３２が形成され、第２・第４
・第５ジヤーナル壁２２ｂ・２２ｄ・２２ｅの側部には
、シリンダヘッドとクランクケース間にてブローバイガ
スを流通させるためのクランクケース内換気通路３３が
形成されている。このように、バランサ軸９のバランス
ウェート部２６ａ・２６ｂを避けた位置に油戻し通路３
２を設けることにより、戻り潤滑油が干渉してバランサ
軸９の回転抵抗となったりすることを回避し得る。

さて、エンジンのピッチング振動を打消すためには、偶
力中心からできるだけ遠い位置にバランスウェートを設
けることが慣性能率の面から見て有利である。そのため
には、端部側のピストンに隣接する部位にバランスウェ
ートを（ｍ置させると良い。ところがその反面、気筒数
が多くなるに従ってバランサ軸が長くなるので、バラン
サ軸が撓み易くなるという不都合を生ずる。そこで本発
明においては、上記実施例に示したように、各バランス
ウェート２６ａ・２６ｂの軸線方向両端にジャーナル部
２８ａ〜２８ｄをそれぞれ設け、このジャーナル部２８
ａ〜２８ｄを、各バランスウェート２６ａ・２６ｂが隣
接するシリンダボア２０ａ・２０ｅの両側のジャーナル
壁２２ａ・２２ｂ・２２ｅ・２２ｆに形成された軸受孔
２９ａ〜２９ｄにて支持するものとしている。このよう
にして、バランサ軸９は、振れ回りを生ずることのない
ように十分に高い剛性をもってシリンダブロック２に支
持される。

［発明の効果］ このように本発明の構成によれば、エンジンが発生する
ピッチング振動を打消すためのバランスウェートを、偶
力中心から遠い位置に配設することにより、清明の慣性
力を比較的小さな重量にて得ることができる。またジャ
ーナル壁に形成された軸受にて各バランスウェートの軸
線方向両端を支持するので、バランサ軸に撓みが生ずる
ことを防止できる。従って、バランスウェート部の軽量
化及び連結軸部の細径化が可能となり、バランサ軸全体
の軽量化を達成し得ることから、軸受の負担を軽減し、
軸受耐久性を向上するうえに多大な効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるエンジンのクランクブー
り側から見た立面図であり、第２図は、同エンジンのシ
リンダブロックを部分的に切除して示す底面図であり、
第３図は、要部拡大断面図である。 １・・・エンジン　　　　２・・・シリンダブロック３
・・・クランク軸　　　４・・・クランクプーリ５・・
・シリンダヘッド　６・・・カム軸７・・・カムプーリ
　　　８・・・タイミングベルト９・・・バランサ軸　
　　１０・・・バランサプーリ１１・・・タイミングベ
ルト １２・・・ポンププーリ １３◆１４・・・テンシゴンプーリ １５・・・アイドラプーリ１６・・・オルタネニタ１７
・・・ベルトカバー　１８・・・Ｖプーリ１つ・・・ラ
ビリンスシール ２０ａ〜２０ｅ・・・シリンダボア ２１・・・クランク軸受 ２２ａ〜２２ｆ・・・ジャーナル壁 ２３・・・ボルト孔 ２４・・・オイルパンフランジ ２５・・・ボルト孔 ２６ａ・２６ｂ・・・バランスウェート部２７・・・連
結軸部 ２８ａ〜２８ｄ・・・ジャーナル部 ２９ａ〜２９ｄ・・・軸受孔 ３０・・・挿通孔　　　　３１・・・油溝３２・・・油
戻し通路 ３３・・・クランクケース内換気通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直列奇数気筒エンジンにおける一次慣性偶力を相
   殺すべく、シリンダ列方向に延在しかつクランク軸と同
   期回転するバランサ軸からなるバランサ装置を備えるエ
   ンジンであって、 前記バランサ軸が、当該エンジンの両端に位置するシリ
   ンダの側方にそれぞれ配設された一対のバランスウェー
   ト部と、該一対のバランスウェート部同士間を連結する
   連結軸部とからなり、前記各バランスウェート部の軸線
   方向両端が、各々に隣接するジャーナル壁に形成された
   軸受孔にて支持されることを特徴とするバランサ装置付
   きエンジン。